甘肅省地下水超采區環境地質問題與保護對策

崔 濤

(甘肅省水文水資源局,甘肅蘭州 730000)

在自然條件下,處于相對平衡狀態的生態與環境,支撐著人類的生存和發展,它是一個非常復雜的系統,構成了相互聯系、相互作用與相互制約的整體,改變其中的任意部分,都會引起整個生態環境系統的鏈式連鎖反應。人們在某一方面采取的行動,從局部看來也許是合理的,但是對整個系統而言可能是不合理的,它可能在完全意想不到的方面產生負面影響,有可能給整個生態系統帶來災難性后果。

地下水是水分循環的重要環節,過量開采地下水,會破壞原有的水分循環過程,由超采引起的環境地質問題,已成為遍及世界許多城市特別是缺水城市的又一災害性問題。因此,研究地下水超采,劃分地下水超采區,對于合理開發、利用、管理、保護地下水資源,防止有害的環境和社會問題的發生,具有重要的理論和實踐意義[1][2]。

1 超采區劃定

1.1 超采區成因

甘肅省是一個嚴重缺水的省份,部分地區由于地下水過度開采,引起了區域性地下水水位持續下降、水質惡化、泉水流量衰減、土地沙化和次生鹽堿化、地面沉降等生態環境惡化和地質災害等問題。這些問題的出現是由自然因素和人為因素兩個方面造成的。一方面,受自然因素的影響,上世紀 80年代后期以來我省三大水系的降水量普遍出現減少的趨勢,河流天然來水量除祁連山區個別河流(黑河、昌馬河)外,絕大多數河流天然來水量持續處在枯水期,地表水資源量減少使地下水的補給量也相應減少,可供開采的地下水資源量隨之減少。由于地表水資源供水不足,便加大了對地下水的開采力度,采補失衡,石羊河武威盆地、黑河民樂 ～張掖盆地等都有類似情況。另一方面,由于人口增長、經濟發展、社會進步,人們對自然資源的索取和占有量也越來越大。大量地開墾土地,造成水土利用失衡并出現貧水化;為了控制有限的水資源而興修水利工程,改變了地表水、地下水原有的自然循環過程;大量地占用生態用水量,由此產生生態環境退化、土地荒漠化;為了追求更多的物質享受,工業生產不斷發展,廢氣、廢渣、廢水等污染物質大量排放,造成環境污染進而使水質受到污染而變壞。

1.2 超采區劃定

1.2.1 一般超采區

全省共劃定一般超采區 37個,其中大型一般超采區 3個,均分布在內陸河流域;中型一般超采區 23個,其中內陸河流域 19個,黃河流域 4個;小型一般超采區 11個,其中內陸河流域 5個,黃河流域 6個。一般超采區總面積 12 145,其中內陸河流域 11 041,黃河流域 1 103。

1.2.2 嚴重超采區

全省共劃出地下水嚴重超采區 19個,其中大型嚴重超采區 2個,分布在武威市涼州區、民勤縣;中型嚴重超采區 8個,均分布在河西地區;小型嚴重超采區 9個,其中內陸河流域 4個,黃河流域 6個。嚴重超采區總面積為 7 363,其中內陸河流域 7 197,黃河流域 165.72[3]。

2 超采區環境地質問題

2.1 區域性地下水水位持續下降

武威、金昌市所在的石羊河流域是河西走廊地下水資源開發利用強度最大的地區,地下水水位下降幅度最大。地下水水位動態變化過程線如圖 1、圖 2所示。

圖1 武威盆地(武南 1號井)地下水水位逐年變化過程線

圖2 民勤盆地地下水位逐年變化過程線

民勤縣所在的民勤盆地、昌寧盆地、南湖、環河地下水水位均呈持續下降趨勢。最大年平均水位降幅發生在中渠鄉玉成村,水位年平均下降幅度達 1～69,紅沙梁鄉孫指揮村水位年平均下降幅度達 1.77,西渠幸福～收成盈科、紅沙梁化音～泉山鎮西六四隊、東鎮洪圣 ～中渠和字號村、六干所 ～雙茨科中路、昌寧鄉 ～永安林場 ～昌盛鄉區間等年均降幅大于 1,見表 1。

表1 民勤縣各灌區地下水水位年平均變幅表

金川區地下水水位持續下降幅度最大的區域是雙灣鄉以東民勤縣境內永安林場至本區內天生坑農場、下小溝以北一線水位平均下降速率 1.60m/a;其次為岳家溝、曹劉溝、雙灣、陳家溝、上小溝一線,平均下降速率 1.0m/a。金川區雙灣鄉的舊溝 1994～2005年平均下降速率為 1.24m/a,超采嚴重。

張掖市甘州區最東端的張掖農場、羊莊子至山丹縣縣界處下降幅度最大,下降速率 0.93～1.40 m/a;南部的龍渠鄉、西洞鄉、甘俊鄉水位下降速率大于 0.63m/a;中部的大滿鄉、和平鄉為 0.38～0.63 m/a;北部的紅沙窩、堿灘鄉、市區、烏江鄉、沙井鄉為 0.13～0.38m/a。代表井點地下水水位變化過程線如圖 3所示。

圖3 張掖市甘州區(下崖子井)地下水水位逐年過變化程線

酒泉市西峰、總寨、上壩三鄉鎮的部分村莊的地下水埋深在逐年下降,下降速率 0.12～0.36 m/a,果園鄉小壩溝村周圍下降速率為 0.24 m/a。代表井點地下水水位變化過程線如圖 4所示。

同樣的，我們仍用上文共享經濟的定義嘗試深究一下，元征此舉是類似于滴滴打車和愛彼迎為交易服務提供兩端鏈接的平臺。滴滴打車鏈接了私家車主和乘客，愛彼迎鏈接了個人房東和有住宿需求的旅客，元征鏈接了汽修技師和車主，使得閑置的汽修技師的技術資源得到充分利用，給汽修技師和車主雙方提供便利。而略有不同的是，滴滴打車和愛彼迎實現的是汽車、房屋等的共享，共享維修站除了場地和設備的共享，更具意義的是實現汽修技師技術的共享，同時解決了汽車維修這一服務對場地和設備的需求，從而使這一技術的共享得以落地實施。

圖4 酒泉盆地(牌路井)地下水水位逐年變化過程線

蘭州市馬灘地下水水位逐年下降,造成一些機井報廢。因超量開采造成地下水水位下降、周圍環境污染、開采成本過高等原因,1995年開始蘭州市自來水總公司減少地下水開采量,增大地表水源的取水量,使該區域的超采得到遏制。

白銀市平川區地下水資源開發利用歷史悠久,現有機井186眼,年取水 2 940×104m3。該區地下水水位普遍下降,下降速率較大的有打拉池、旱平川、邵家水、將軍墳盆地,最大下降速率達 1.6m/a。

2.2 地下水水質惡化

武威盆地涼州區 31個井點的地下水水質資料顯示水質咸化南侵的趨勢。

民勤盆地各監測點水質分類結果表明,大部地區水質類型已處于“碳酸水→硫酸水→氯化水”的礦化過渡中,部分地區已達第三段,說明水質礦化嚴重。

張掖市的甘州區烏江鎮謝家灣村及三閘鎮庚名村地下水受城市生活污水和工業廢水排放過程中下滲的影響,其水質超過Ⅴ類,其超標的項目主要有硫酸鹽、總硬度、亞硝酸鹽氮等。小滿鎮王其閘村及二十里堡鄉一帶的水質達Ⅴ類,其超標的項目有亞硝酸鹽氮、總硬度、硫酸鹽等。龍首山前、野水地、紅沙窩一帶為Ⅳ類水。龍首山及其以北的荒漠平原均為Ⅴ類水,主要超標的項目有氟化物、礦化度等。

山丹縣城區內受工業廢水、生活污水下滲的影響,使得城區及城區下游的清泉鎮北灣村、東樂鄉一帶的水質差,城區內主要超標的項目有總硬度、亞硝酸鹽氮等,東樂鄉一帶超標的項目有氯化物、硫酸鹽、總硬度等。東樂鄉大寨村一帶水質為Ⅴ類,清泉村、北灣村一帶水質為Ⅳ類。

蘭州市榆中縣的宛川河中下游的三角城、夏官營、過店子、金家崖、來紫堡一帶地下水水質達到Ⅴ類,礦化度、總硬度、硝酸鹽、亞硝酸鹽有不同程度的超標。地下水中揮發酚、氰、六價鉻雖然含量甚微,尚未超標,但均有檢出,標志著水質有惡化趨勢,已受到污染。定遠川的定遠、張老營、駱駝巷一帶水質Ⅳ類。

定西市安定區所屬的內官營盆地、臥龍川盆地、香泉盆地部分區域地下水水質達到Ⅳ類,關川河及其支流西河、東河河谷地下水水質均為Ⅴ類[4];渭河河谷的王家營、李家營、靛平、隴西縣城、權家門、張家楞一帶地下水水質均為Ⅳ類,腰兒村、尉家店、文峰鎮、三十里鋪、文家門一帶地下水水質均為Ⅴ類。渭河河谷盆地文峰鎮有咸水入侵現象及水質惡化趨勢。

2.3 泉水溢出量減少

圖 5 石羊河流域蔡旗站 1993～2003年泉水變化過程線

泉水溢出量減少表現最為突出的是石羊河下游。1993～2003年武威盆地泉水溢出量變化過程如圖 5所示。圖中顯示,1993～2003年武威盆地的泉水溢出量減少了 72.3%。甘州區 1990～2000年的 11年中泉水溢出量減少了 28.2%,見圖 6;山丹縣李橋水庫 1998年泉水入庫量比 1982年減少50%以上。疏勒河水系 1990～2000年安西盆地泉水溢出量減少了 36.9%。

圖 6 甘州區泉水資源量年際變化過程線

2.4 土地鹽堿化

黑河水系甘、臨、高盆地土地鹽堿化現象比較嚴重,甘州區境內鹽堿化土地主要零星分布于三閘鄉 ～火車站 ～太平堡一帶水位埋深小于 3的洼地中,面積 80.5。靖遠縣沿黃灌區大量提引黃河水,地下水排泄系統不暢通,灌溉回歸水使黃河沿岸一級階地、局部低洼地帶地下水水位升高,部分區域出現次生鹽漬化。永登縣秦王川灌區,由于田間灌溉入滲補給地下水,加之盆地排水不暢,灌區富集的地下水補給量越來越多,地下水水位將不斷上升,產生鹽漬化的土地將會不斷擴大。

3 地下水超采區保護與管理對策[5]

(1)嚴格地下水超采區保護措施

嚴格執行有關地下水資源管理規定,依照省政府批準的“超采區劃定范圍,嚴格地下水取水許可審批,審批的地下水開采總量不得超過行政區域內地下水可開采量,總體布局井點和控制取水量。根據不同超采區的保護目標,制定相應的措施和辦法,嚴格控制開采,緩解和逐步改變超采狀況。嚴重超采區內禁止新上高耗水的建設項目,對已建項目不得擴大取水量。因特殊情況確需增加取水的,須報水行政主管部門審批。開鑿機井和更新自備井事項時,應當根據地下水“超采區劃定范圍”內地下水資源量和水質情況進行嚴格審查。

(2)實施地下水資源統一管理

嚴格執行國家現有法律法規和方針政策,根據國家規定的職責分工和管理權限,各負其責,相互協調,把地下水資源管理工作做好,逐步解決我省地下水的超采問題。以縣區為單元,實施嚴格的總量控制,將總指標逐級分解到每個灌區、每一眼井,在每一眼機井上安裝計量控制設施,實施嚴格的地下水開采量控制。對于各用水戶,要在控制地下水用水總量范圍內,嚴格實行行業用水定額管理。

(3)完善超采區地下水管理體制

各市、縣(區)層層分解落實地下水允許開采量和削減量指標,采取關閉機井、以電控制水和安裝 IC卡計量控制設備等有效措施,有計劃地壓縮地下水開采量,逐步實現地下水采補平衡。建立目標責任制,層層簽訂責任書,將落實情況納入各級地方政府政績考核范圍。

(4)建立合理的水價體制

理順和逐步提高城鄉供水價格,促進節約用水和污水減量排放。要充分利用價格經濟杠桿,推動地下水資源保護和節約用水工作。各地各部門應當按照國家已經頒布的《城市供水價格管理辦法》,結合我省各地的實際情況調整水價,嚴重地下水超采區更要利用經濟手段進行調控。

應建立合理的水價形成機制,合理核定基本水價,實行定額內執行基本水價,超定額用水累進加價制度。

(5)增加地下水監測和保護的資金投入

將地下水超采區治理納入縣級國民經濟和社會發展計劃,加大資金投入,確保資金落實。地下水超采區保護治理工程建設資金按照以地方為主、省上適當補助的原則,多渠道籌措,保證地下水超采區保護治理工程建設資金的足額到位。大力支持水主管部門依法保護管理地下水超采區,進一步加大對監測管理系統的資金投入,完善地下水動態監測管理系統。

(6)科技創新促進地下水的有效保護

開展地下水超采區專項研究,采用地下水保護新技術、新方法、新措施,使地下水超采區的生態狀況不斷得到改善。對地下水飲用水源地和主要供水水源地要建立水源保護區,防止水源枯竭和水體污染,使地下水資源得到有效保護。加強地下水超采區的水環境監測工作,減少對地下水的污染,有效保護地下水資源。

(7)進一步加強超采區地下水觀測力度

地下水觀測資料是研究地下水變化的主要依據。目前在我省范圍內,不論是內陸盆地還是黃土臺塬或河谷平原,均存在地下水監測的空白區。進一步加大支持地下水觀測的力度,使我省地下水觀測井網布局按照《十一五》規劃原則全面布設。

[1]劉志忠.地下水超采區劃分方法初探[J].地下水.1998.1：12-13.

[2]崔迪.高鎮江.張廣艷等 廊坊市地下水超采區成因探析[J].地下水.2005.3：152-154.

[3]王啟優.胡興林等.甘肅省地下水超采區劃定與評價中 GIS的運用.[J].甘肅水利水電技術.2009.6：1-3.

[4]黃維東.徐桂霞.沙昨菊 甘肅省定西市水源地地下水資源分析評價[J].地下水.2010.5.

[5]胡建勛.河西地區水資源短缺現狀分析及可持續利用措施研究[J].地下水,2008(3)：24-26.